Диссертация (1137092), страница 16
Текст из файла (страница 16)
25) [59, 60].Все исходные данные для расчета надежности СЧ РСН (см. рис. 23б, в),а именно интенсивности отказов и среднее время восстановления приведеныв таблице 13. Время эксплуатации для расчета вероятности безотказнойработы возьмем равной 24 часа, так как такие системы работаю непрерывно икруглосуточно.110Таблица 13 – Эксплуатационная интенсивность отказов λ и среднее времявосстановления τВ составных частей распределенной РСН№ п/п Группа Наименование1.Квази-доп. антенна2.АРП3.ПАФ4.ПФК5.УС6.БСКНРТ7.АВУ8.БК9.ТС10.ТУ11.СВЭП12.РТ*13.Телефонный14.Телеграфный15.КСРадиорелейный16.ВОЛС17.Мобильной связи18.Распределители19.БСК20.АС21.АВКИ22.ПТ23.АФИ24.БРПЗУ25.Адаптер26. МДП АДИ27.Контроллер28.БК29.Регистратор30.Плата индикации31.ПД132.ПДр33.КИВО34.МикроЭВМλ, 1/ч.25∙10-630∙10-615∙10-610∙10-620∙10-610∙10-615∙10-610∙10-65∙10-620∙10-615∙10-615∙10-630∙10-625∙10-610∙10-620∙10-610∙10-615∙10-610∙10-620∙10-640∙10-610∙10-650∙10-620∙10-65∙10-640∙10-65∙10-610∙10-615∙10-610∙10-620∙10-620∙10-630∙10-620∙10-6τВ, ч.2,00,51,01,00,51,00,51,00,51,01,01,01,01,01,01,00,50,51,01,01,00,51,01,00,51,01,01,00,51,00,50,51,00,5111В примере расчета, каждому элементу ССН РСН задавались значенияэксплуатационной интенсивности отказов и среднее время восстановленияопределенные методом аналогий и экспертной оценки.Результаты расчета PРСН (t ) , K ГРСНи T0РСН аналитическим и численнымметодами сведены в таблицу 14.
Также приведен расчет взаимнойпогрешности расчета показателей.Проверка разработанных моделей согласно методике на рис. 11проводиласьвдваэтапа.Напервомпроводилосьмоделированиестандартных (типовых) структур резервирования, для которых известныаналитические формулы без допущений. По результатам моделированиябылиполученызначениясошибкойменее0,5-1%относительноаналитических моделей, обусловленной погрешностью конечного числаэкспериментов.
На втором этапе проводился расчет показателей надежноститопологии РСН ССН (рис. 24). Результаты расчетов приведены в таблице 14.Таблица 14 – Сравнение показателей надежности распределенной РСНМетодПоказатели надежностиВзаимная погрешностьрасчетарасчета показателей, %PРСН (t )А*Ч**KГРСН0,974096629 0,9991321330,998540,9989T0РСН915629Δ( PРСН (t ) )Δ( K ГРСН) Δ( T0РСН )2,509337 0,0232334 31,2568*Аналитический метод (метод структурных схем).**Численный метод (метод статистического моделирования Монте Карло).Для построения точной аналитической модели расчета показателейРСН (см. рис. 24) необходимо проанализировать 218 возможных состоянийсистемы с учетом последовательности отказов, поэтому была проведенаоценка только нижнего значения PРСН (t ) . Разработанные модели позволилиполностью описать алгоритмы и критерии отказов РСН.
Для верификациимоделей привлекались специалисты с предприятий-разработчиков РСН,112которыеэкспертноподтверждалисоответствиемоделиалгоритмуфункционирования.Для трех показателей при моделировании были получены ожидаемыерезультаты, которые можно считать ближе к истинным в сравнении саналитическими моделями, где заведомо были внесены допущения,приводящие к в одной случае занижению показателей, а в другомзавышению.
Для РСН при оценке PРСН (t ) была получена разница в 2,5%, нопри этом погрешность по T0РСН составляет 31%, что является существеннойразницей.Проверка стабильности и корректности моделей аналитической ичисленной подтверждается построенными графиками (см. рис. 31 а, б) [66].Как можно увидеть из рис.
31а увеличение количества оконечных НРТпри количестве больше 4 перестает давать какой-либо существенный вклад вT0РСНРСН, но при этом увеличение количества резервных оконечных НРТ дляквадранта 2 РСН приводит к существенному увеличению T0 почти в 3 раза.а)б)Рисунок 31 – График зависимости средней наработки на отказ от количестваконечных НРТ во 2 квадранте для РСН (а) и группы 2 квадранта (б)Чтокасаетсяанализаколичественныхзначенийпоказателейнадежности РСН, то он говорит о необходимости повышения показателейвосстановления созданием эффективной системы ремонта, а именно113комплектования составных частей собственными комплектами ЗИП, какпоказываетопытпроектированияаналогичныхсистем,наиболееоптимальным вариантом является двухуровневая система ЗИП, причемодиночный комплект ЗИП предусмотрен для НРТ и НРТ*, групповойкомплект ЗИП располагается вблизи МДП.
Основными параметрами,влияющими на состав комплектов ЗИП являются стратегия пополнения (дляаналогичных систем наиболее экономически выгодной является непрерывнаястратегия пополнения) и интенсивность отказов, полученные в нашем случаепо результатам экспертных оценок, исходя из этого в состав комплектов ЗИПпредварительно войдут следующие составные части – 2, 5, 10, 13, 14, 16, 20,21, 23, 24, 26, 31-34 (таблица 15).Разница по средней наработке на отказ для РСН в целом существенна исоставляет не менее 31% - это связано в первую очередь в большомдопущении при расчете резервированных групп с восстановлением поаналитическиммоделямфункционированияисистемыболееприточномотказепоописаниичисленнойалгоритмемодели.Формализованная модель построена для использования ее в системеимитационного моделирования надежности сложно-функциональных системАСОНИКА-К-РЭС.Оптимально подобранный комплект ЗИП способен обеспечить высокоезначение коэффициента готовности системы [23, 51].Исходными данными для расчета являются представленная на рис.
32.структурнаясхеманадёжности(ССН),значенияэксплуатационнойинтенсивности отказов её элементов, а также критерий отказа РСН отказа наверхнем уровне её иерархии (топологии) – отказ хотя-бы одного из НРТ илиМДП приведёт к отказу всей РСН.114Рисунок 32 – ССН распределенной РСН (а), аппаратуры НРТ (б), МДП (в), иструктура комплекта ЗИП (г)Как видно из схемы, Резервирование имеет тракт ПАФ-ПФК и каналысвязи. Эксплуатационные интенсивности отказов составных элементов,полученные посредством экспертной оценки, сведены в таблице 13.Результатами расчета в программе АСОНИКА-К, представленными втаблице 2, являются следующие показатели: вероятность безотказной работы(), коэффициент готовности ( ) и средняя наработка на отказ ( ).Таблица 16 – Результаты расчета показателей надёжности компонентовраспределенной РСНКомпонентМДП0,9997729870,9996НРТ0,9997664070,9997КС0,99999999 367556 0,99999999РСН0,9997225450,9994Как видно из таблицы, наиболее надежным блоком РСН является каналсвязи и при таких показателях его допустимо исключить из общих расчетов.Самым ненадежным является МДП по причине сложной структуры, но таккак на МДП постоянно присутствует оператор, процедура выявления иустранения неисправностей упрощается, и не требует дополнительных115аппаратныхрешенийдляповышениянадежностиприсохранениитребуемого коэффициента готовности.Исходными данными для оптимизации комплектования ЗИП являютсяССН, время восстановления, типы резервирования, стоимость.
Учитывается,что РСН представляет собой единый объект (двухуровневая С-ЗИП беззатрат),ноМДПобслуживаетсяпостоянно,12НРТнепрерывнодиагностируются за 1-2 мин., и обслуживаются через 10-15 мин. послевозникновения неисправности, которая должна быть должна быть устраненачерез 30 минут после отказа (средняя интенсивность замены). В расчетестоимость не учитывается, а в горячем резерве находятся только доступныеканалы связи.
Поскольку терминалы удалены от МДП на различныерасстояния и время экстренных доставок ЗИП для них варьируется отнескольких часов до 3 дней, в расчете было условно задано среднее времядоставки 72 часа.Результаты расчета ПД для РСН представлены в таблице 17.Каквидноизтаблицы,дляобеспечениявосстановленияработоспособности РСН в случае неисправности за 28 минут примаксимальной надежности необходимо 40 единиц группового, 8 одиночногои 79 всего ЗИП. В ЗИП-O МДП комплектуются АВКИ, АФИ и АДИ, в ЗИПO НРТ антенна, АРП и ТУ. Коэффициенты готовности в расчете затратидеализированы, а КС не учитывались ввиду их избыточности. Детализациярасчета комплекта ЗИП раскрыта в приложении 2.Анализ промежуточных данных при расчете надёжности показализбыточность резервирования каналов связи, и при времени восстановления30 мин.
допустимо использовать только два КС, что позволит удешевить каксаму РСН так и комплект ЗИП.116Таблица 17 – ПД для комплектов ЗИП-Г, ЗИП-О, С-ЗИПЗИП-О МДП; ЗИП-Г; ЗИП-О НРТ; С-ЗИППоказатели достаточностиСреднее время задержки вудовлетворении заявок на ЗЧ,[ч.]Коэффициент готовности,[отн.ед.]Суммарный уровеньнедостаточности для n, ∑[отн.ед.]Суммарный уровеньнедостаточности для n+1,∑[отн.ед.]Суммарные затраты длякомплектаРасчетные значенияТребуемыезначения0,47857533;0,5;0,000325136873519574;0;0,471620633297873;0,5;0,4716206332978730,50,999832513;0,999825015;0,999999317212799;00,999917469794978;0,9999125038280130,9999174697949780,9999125038280130,000167501;0,000175;6,82787434391105E-7;1,05E-6;8,25336108271278E-5;8,75E-5;8,25336108271278E-58,75E-51,48E-09;8,88411468349755E-9;4,65995746457292E-10;Не используется4,65995746457292E-103; 40;3;79Не задано3;40;3;79Не используетсяСуммарное количествозапасных частей в комплекте[шт.]Полученное в результате оптимизации количество запасных частейнеобходимо для достижения максимального коэффициента готовностикомплекта, добавление других запасных частей будет избыточным.
Итоговый117рассчитанный по формуле (2.15) составил 0,99923, что удовлетворяеттребованиям, предъявляемым к аппаратуре такого класса.Использование полученного в ходе оптимизации комплекта ЗИП для12-титерминальнойпозволитповыситьрадиопеленгационнойсистемыеёобеспечитьнадёжностьинаблюдения[81]восстановлениеработоспособности в случае неисправности за 28 минут.4.5 ВыводыПрименение данного метода позволило качественно решить задачуавтоматизированного контроля технического состояния распределеннойРСН, состоящей из местного диспетчерского пункта и 12 необслуживаемыхрадиотехническихтерминалов,подключенныхнапрямуюпосредствомрадиорелейной и телефонной линий связи.Автоматизированная система технического диагностирования являетсятакже распределенной, представляет собой аппаратно-программную среду иобеспечиваетдиагностированиевсоответствиесразработаннойдиагностической моделью, и позволяет диагностировать как цифровые, так ианалоговые модули.Надёжностныепрограммногохарактеристикикомплексаразработанногосоответствуютзаданнымаппаратнотехническимтребованиям, что доказывает достоверность инженерной методики.На базовом предприятии ОАО «МКБ»Компас» разработан опытныйобразец комплекса распределенной радиотехнической системы наблюдения.Результаты его тестирование приведены в отчетах по ОКР и протоколахиспытаний.Таким образом, решается задача автоматизированного контролятехнического состояния распределенной РСН с полнотой контроля 100%,глубинойпоискаотказовдосъемноговосстановления работоспособности 30 минут.печатногоузла,временем118ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данной работе выполнено исследование методов неразрушающегоконтролярадиоэлектронныхсредств,подходовкдиагностированиюраспределенных систем и методов определения показателей надежности икомплектаЗИП.Автоматизацияконтролятехническогосостоянияраспределенной РСН является сложной научно-технической задачей, крешению которой приходится привлекать весьма высококвалифицированныхспециалистов.Наиболеесложнымявляетсязадачаобеспечениядиагностируемости системы с заданной глубиной и полнотой в условияхпространственной распределенности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
